Анализ микроструктуры обогащенных молочных коктейлей

Введение. Перспективным направлением в современной молочной промышленности является создание обогащенных коктейлей, содержащих белковые компоненты, минеральные вещества и другие функциональные ингредиенты [1]. Производители должны обеспечить высокие органолептические свойства обогащенного продукта за счет введения вкусовых и ароматических добавок наряду с невысокой калорийностью [2]. Исследование микроструктуры молочных продуктов имеет непосредственное отношение к определению их качественных характеристик и контролю отдельных технологических процессов молочного производства. Практический интерес представляет изучение методов микроструктурного анализа с использованием программного обеспечения. Например, электронно-микроскопическое исследование позволяет получить визуальное подтверждение образования взбитой структуры молочных продуктов [3]. При этом микрофотографии могут передавать такие характеристики, как оттенки, насыщенность, распределение частиц используемого сырья [4]. Изучение микроструктуры молочных коктейлей способствует определению влияния внесения обогащающих компонентов на взбитость готового продукта [5].

Цель исследований. Целью настоящей работы является анализ микроструктуры обогащенных мо-

The study of the microstructure of milkshakes is a promising direction in determining the characteristics of fortified products. The use of microstructural analysis methods allows obtaining visual confirmation of the formation of the whipped structure of milkshakes. The paper presents the results of determining the organoleptic parameters of model compositions of cocktails containing a milk base and enriching components - hemp protein (1, 3 and 5% of the total mass of the mixture) and whey protein concentrate (3, 5 and 7%). The results of the determination of organoleptic parameters and analysis of the microstructure of the studied samples indicate the advisability of introducing protein-containing additives in the amount of 3% hemp protein and 5% whey protein to the total mass of the mixture.

лочных коктейлей, определение количества внесения белоксодержащих компонентов.

В соответствии с поставленной целью решились следующие задачи:

• -    определить органолептические показатели молочных коктейлей на основе модельных композиций;

• -    изучить микроструктуру обогащенных молочных коктейлей, определить взбитость;

• -    обосновать возможность применения в технологии молочных коктейлей белоксодержащих компонентов – конопляного и сывороточного протеинов.

Условия, материалы и методы. Экспериментальные исследования проводили в соответствии с поставленными задачами на кафедре Технологии продуктов питания и организации ресторанного дела ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева». На разных этапах эксперимента в качестве объектов исследования использовали:

• -    молоко обезжиренное по ГОСТ 31658-2012 «Молоко обезжиренное – сырье. Технические условия»;

• -    конопляный продукт «Profihemp» по ТУ 10.89.19 - 005 - 24879379 - 2018;

• -    концентрат сывороточный белковый (КСБ–80) по ТУ 10.51.56 - 001 - 05578956 - 2017;

• -    комплексная пищевая добавка «Стабилизатор -эмульгатор 456 Int» Денайс (10к) (К);

• -    модельные композиции молочных коктейлей и готовый продукт, в том числе и в процессе хранения.

Микроструктурные исследования проводили на микроскопе «Микромед 5», совмещенном с ПК (увеличение х10) с использованием программы Digital Viewer. При этом исследуемый объект в виде микрокапли тонкой суспензии помещали на предметное стекло и закрывали покровным стеклом.

Метод определения взбитости молочных коктейлей основан на измерении масс фиксированного объема смеси, поступающей на взбивание, и того же объема насыщенной воздухом смеси молочного коктейля после взбивания на коктейльной установке [6].

Результаты и обсуждение. На первом этапе эксперимента вырабатывали модельные композиции, содержащие обезжиренное молоко, сухое обезжиренное молоко, сахарную пудру, сывороточный и конопляный протеин [7]. При составлении композиционных сочетаний конопляный протеин вносили в количестве 1, 3 и 5% к общей массе смеси, а сывороточный протеин - 3, 5 и 7%. В модельных композициях оценивались органолептические показатели по разработанной бальной шкале. В качестве определяющих органолептических характеристик были выбраны консистенция, вкус и запах, цвет (табл. 1).

Таблица 1 – Органолептические показатели модельных композиций

Содержание протеина	Характеристика модельных композиций
	Консистенция	Вкус и запах	Цвет
Конопляный протеин
1 %	Однородная непрозрачная жидкость, без осадка	Чистый, приятный, с едва ощутимым привкусом конопляного протеина	Кремовый
3 °0	Однородная непрозрачная жидкость, без осадка, слегка вязкая	Чистый, приятный, с легким привкусом конопляного протеина	Кремовый со слабым олнвковымоттенком
5 %	Однородная непрозрачная жвдкость.без осадка, вязкая	Выраженный вкус н запах вносимого конопляного протеина	Кремовый с темнооливковым оттенком
Сывороточный протеин
3 %	Однородная. непрозрачная, слегка густая. Устойчивая пена с разделением фаз. Слегка тягучая	Сладкий, молочносливочный	Молочный, кремовый
5 %	Более густая, однородная, непрозрачная. Устойчивая воздушная пена с разделением фаз	Менее сладкий, молочносливочный	Молочно-кремовый
7 %	Густая, однородная, непрозрачная. Пена более густая и вязкая	Молочный, слегка стад кий	Молочно-кремовый

Органолептическая оценка качества показала, что все 6 образцов имели приемлемые органолептические показатели. По результатам определения был выбран образец с содержанием конопляного протеина 3% и 5% - сывороточного протеина. Отмечено, что конопляный протеин придавал образцам специфический травянистый привкус и запах по сравнению с контрольным образцом, более выраженный у образца с содержанием конопляного продукта 5%. Консистенция молочных коктейлей обусловлена внесением структурообразователя. При этом обеспечивается равномерная пенистая структура молочных коктейлей, однородная по всей массе, с наличием крупных пузырьков воздуха на поверхности.

На втором этапе проводили исследование микроструктуры модельных композиций молочных коктейлей с содержанием конопляного и сывороточного протеинов. Микроскопирование проводили на модельных образцах смеси для молочного коктейля и спустя 2 минуты взбивания на коктейльной установке. На рисунке 1 приведены микрофотографии модельных образцов с содержанием конопляного протеина 1, 3, 5%, сывороточного протеина 3, 5, 7%, по сравнению с контрольным образцом, выработанным без белоксодержащих компонентов (рисунок 1а). Его структура однородная с мелкодисперсными включениями сухого молока. На рисунках 1 (б, в, г) представлены образцы коктейлей с сывороточным проте- ином. По мере увеличения вносимого протеина отчетливее видны включения сывороточного белка. На рисунках 1 (д, е, ж) показаны образцы смесей с конопляным протеином, на которых можно отметить мелкодисперсные включения растительного наполнителя, концентрация которого увеличивается с возрастанием дозировки его внесения.

Рис. 1 – Микроструктура обогащенных молочных коктейлей до взбивания

Структура взбитых молочных коктейлей характеризуется наличием воздушных пузырьков разного диаметра (рис. 2). Контрольный образец – рисунок 2 (а), представляет собой скопление различных по размеру пузырьков воздуха. В опытных образцах, по мере увеличения концентрации вносимых компонентов, взбитость коктейля незначительно снижается, что можно отметить по уменьшению воздушных пузырьков на микрофотографиях модельных композиций коктейля.

На изображениях коктейлей с сывороточным

Рис. 2 – Микроструктура взбитых молочных коктейлей

протеином (рис. 2 (б, в, г) наблюдается хаотичное распределение пузырьков воздуха различных размеров, при этом структура образцов однородная, с едва различимыми вкраплениями протеина, которые увеличиваются по мере увеличения количества вносимого протеина. Образец коктейля с сывороточным протеином в количестве 5% (рис. 2 (в)), имеет мелкодисперсную микроструктуру с отдаленными друг от друга пузырьками воздуха различных размеров, что говорит о хорошей растворимости всех вносимых компонентов и высокой взбитости образца.

Микроструктура модельных образцов коктейлей с конопляным протеином (рис. 2 (д, е, ж)) характеризуется мелкодисперсными включениями растительного компонента, которых, по мере увеличения концентрации, становится больше и в образце с 5%, практически вся структура заполнена растительными включениями.

Третий этап экспериментальных исследований включал определение взбитости модельных композиций молочных коктейлей. Исследование проводили после взбивания смеси молочных коктейлей в течение двух минут на коктейльной установке. Результаты определения представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Показатели взбитости молочных коктейлей.

Наименование показателя	Контрольный образец	Композиция с конополяным протеином			Композиция с сывороточным протеином
		1%	3%	5%	3%	5%	7%
Взбитость, %	48,4	44,9	45,6	45,2	45,9	46,8	46,5

Полученные данные свидетельствуют о том, что показатели взбитости модельных композиций молочных коктейлей с белоксодержащими компонентами разработанного продукта несколько уступают контрольному образцу, но остаются на достаточно высоком уровне. Это связано с большей вязкостью за счет внесения конопляного протеина и сывороточного концентрата. Для коктейля с сывороточным протеином исследуемый показатель выше, чем в коктейле с конопляным протеином, что обусловлено хорошими структурообразующими свойствами сывороточного белка. Максимальное значение показателя взбитости достигнуто при концентрации конопляного протеина 3% и сывороточного концентрата 5%.

Выводы. По результатам определения органолептических показателей и анализа микроструктуры модельных композиций с повышенным содержанием белка, оптимальной концентрацией белоксодержащих добавок является содержание 3% конопляного протеина и 5% сывороточного протеина к общей массе смеси.